PAGE9-第2課時元素周期表元素周期表的應(yīng)用發(fā)展目標體系構(gòu)建1.能從物質(zhì)改變的試驗事實和有關(guān)數(shù)據(jù)中提取證據(jù)。2.能從宏觀和微觀結(jié)合的視角進行分析、比較，得出規(guī)律性的結(jié)論。3.能依據(jù)原子結(jié)構(gòu)特征分析元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，形成結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)的觀念。一、元素周期表1．元素周期表的出現(xiàn)與演化2．現(xiàn)行元素周期表的編排原則與結(jié)構(gòu)(1)編排原則(2)元素周期表的結(jié)構(gòu)(3)常見族的別稱族別名ⅠA族(除氫外)堿金屬元素ⅦA族鹵族元素0族稀有氣體元素3.堿金屬的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)元素Li、Na、K、Rb、Cs(原子序數(shù)增大)相同點除銫外，其余都呈銀白色，硬度小，延展性好，密度比較小，熔點也比較低，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性強(2)堿金屬與水反應(yīng)的現(xiàn)象堿金屬LiNaKRbCs與水反應(yīng)的現(xiàn)象反應(yīng)較為緩和，鋰浮在水面，并以穩(wěn)定、適中的速度釋放出氣體反應(yīng)快速并放熱，鈉溶化成小球反應(yīng)快速，伴有燃燒，稍微爆炸猛烈反應(yīng)，發(fā)生爆炸猛烈反應(yīng)，發(fā)生猛烈爆炸結(jié)論：從上表可知，ⅠA族元素金屬性強弱隨著原子序數(shù)的遞增而增加。4．鹵族元素(1)鹵素單質(zhì)及其化合物在生活中的用途：牙膏中添加氟化鈉可降低患蛀牙的概率，具有強氧化性的氯氣可用于自來水和泳池殺菌消毒，碘酒在醫(yī)療中用于傷口的消毒等。(2)鹵素單質(zhì)之間的置換反應(yīng)試驗操作試驗現(xiàn)象填化學方程式靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈橙紅色Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈紫紅色Cl2＋2KI=2KCl＋I2靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈紫紅色Br2＋2KI=2KBr＋I2結(jié)論Cl2→Br2→I2氧化性漸漸減弱，相應(yīng)鹵素離子還原性漸漸增加微點撥：因為F2能與H2O發(fā)生反應(yīng)(2F2＋2H2O=4HF＋O2)，所以F2不能從其他鹵化物的鹽溶液中置換出鹵素單質(zhì)。5．同周期、同主族元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律(1)同一主族元素的原子最外層電子數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，電子層數(shù)漸漸增加，原子半徑漸漸增大，原子失去電子的實力漸漸增加，獲得電子的實力漸漸減弱，元素的金屬性漸漸增加，非金屬性漸漸減弱。(2)同一周期元素(稀有氣體元素除外)的原子，核外電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)漸漸增加，原子半徑漸漸減小，原子失去電子的實力漸漸減弱，得到電子的實力漸漸增加，從左到右金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加。6．金屬元素與非金屬元素的分區(qū)及性質(zhì)遞變規(guī)律請?zhí)顚懗鰣D中序號所示內(nèi)容。①增加②減弱③增加④增加⑤Al⑥Si⑦金屬⑧非金屬微點撥：1.元素周期表的左下方是金屬性最強的元素(鈁)，右上方是非金屬性最強的元素(氟)。堿性最強的是FrOH，酸性最強的含氧酸是HClO4。2．由于元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線，因此，位于分界線旁邊的元素，既能表現(xiàn)出肯定的金屬性，又能表現(xiàn)出肯定的非金屬性。二、元素周期表的應(yīng)用1．依據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推斷元素性質(zhì)的強弱(或大小)。2．應(yīng)用于元素“位置—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)”的相互推斷。3．找尋新材料和稀有礦產(chǎn)。4．找尋新物質(zhì)(1)在金屬與非金屬分界線旁邊找尋半導(dǎo)體材料。(2)探討氟、氯、硫、磷旁邊元素，制造新農(nóng)藥。(3)在過渡元素中找尋催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”。)(1)堿金屬元素即ⅠA族元素。 (×)(2)K比Na活潑，故K可以從鈉鹽溶液中置換出Na。 (×)(3)鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示。 (×)(4)HX都極易溶于水，它們的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而增加。 (×)2．依據(jù)元素所在元素周期表的位置，推斷下列元素都能作為半導(dǎo)體材料的是()A．Si、K B．C、SiC．Si、Ge D．As、SeC[在元素周期表中，在金屬與非金屬的分界處可以找到半導(dǎo)體材料，如Si、Ge可用作半導(dǎo)體材料。]3．鍺位于硅的下一周期，寫出“鍺”在周期表中的位置。依據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線旁邊，預(yù)料鍺單質(zhì)的一種用途是。硅和鍺單質(zhì)分別與H2反應(yīng)時，反應(yīng)較難進行的是(填“硅”或“鍺”)。[答案]第四周期ⅣA族半導(dǎo)體材料鍺堿金屬元素性質(zhì)的相像性和遞變性1817年，瑞典的化學家阿爾費德森(Arfvedson.J.A.1792－1841)在分析一種礦物時發(fā)覺，得出的已知成分只有96%，那么其余的4%到哪兒去了呢？他經(jīng)過反復(fù)試驗，確信肯定是礦物中含有一種至今還不知道的元素。因這種元素是在礦物(名叫透理長石)中發(fā)覺的，他就取名為“鋰”(希臘文“巖石”之意)。不久，阿爾費德森又在其它礦物中發(fā)覺了這種元素。另一位聞名的瑞典化學家貝采里烏斯也在卡爾斯溫泉和捷克的馬里安溫泉的礦泉水中發(fā)覺了鋰。1855年，德國化學家本生(Bunsen.R.W.1811－1899)和英國化學家馬提森(Matthiessen.A.1831－1870)用熔融的氯化鋰電解出純鋰。[問題1]在周期表中，鋰元素在什么位置？[提示]鋰位于其次周期ⅠA族。[問題2]鋰單質(zhì)有什么化學性質(zhì)？與同主族的鈉的性質(zhì)類似嗎？[提示]鋰單質(zhì)能與氧氣、水、酸等反應(yīng)，與鈉性質(zhì)類似。[問題3]堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)為什么具有相像性？[提示]結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)，堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)相像，最外層均有一個電子，均易失電子，化學性質(zhì)活潑，故他們的單質(zhì)具有較強的還原性，能與氧氣等非金屬及水、酸反應(yīng)。[問題4]堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)為什么具有遞變性？[提示]堿金屬原子結(jié)構(gòu)存在遞變性。從Li到Cs，隨核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)漸漸增多，原子半徑漸漸增大，原子核對最外層電子的吸引力漸漸減弱，元素金屬性漸漸增加；故單質(zhì)還原性的漸漸增加，離子的氧化性漸漸減弱。1．相像性(R表示堿金屬元素)原子都簡單失去最外層的一個電子，化學性質(zhì)活潑，它們的單質(zhì)都具有較強的還原性，它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應(yīng)。堿金屬與水反應(yīng)的通式為2R＋2H2O=2ROH＋H2↑。2．遞變性隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑漸漸增大，原子核對最外層電子的引力漸漸減小，堿金屬元素的原子失電子實力漸漸增加，金屬性漸漸增加。(1)(2)與O2的反應(yīng)越來越猛烈，產(chǎn)物更加困難，如Li與O2反應(yīng)只能生成Li2O，Na與O2反應(yīng)還可以生成Na2O2，而K與O2反應(yīng)能夠生成KO2等。(3)與H2O的反應(yīng)越來越猛烈，如K與H2O反應(yīng)可能會發(fā)生稍微爆炸，Rb與Cs遇水發(fā)生猛烈爆炸。(4)最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性漸漸增加，CsOH的堿性最強。1．下列關(guān)于堿金屬(按Li、Na、K、Rb、Cs的依次)的敘述中不正確的是()A．堿金屬原子最外層都只有一個電子，在化學反應(yīng)中簡單失電子表現(xiàn)出強還原性B．單質(zhì)的熔點和沸點依次遞減C．單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成堿，都能在空氣中燃燒生成過氧化物D．原子半徑漸漸增大，單質(zhì)與水反應(yīng)的猛烈程度漸漸增加C[金屬鋰在空氣中燃燒只生成氧化物。]2．銫是堿金屬元素，下列關(guān)于銫及其化合物敘述中，不正確的是()A．Cs密度比水要小B．Cs與水反應(yīng)特別猛烈，甚至會發(fā)生爆炸C．Cs2CO3加熱時不易分解D．CsOH是強堿，堿性比KOH強A[Cs密度比水要大，A錯。]鹵素的原子結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)的關(guān)系1826年，法國的一位青年波拉德，他在很起勁地探討海藻。當時人們已經(jīng)知道海藻中含有許多碘，波拉德便在探討怎樣從海藻中提取碘。他把海藻燒成灰，用熱水浸取，再往里通進氯氣，這時，就得到紫黑色的固體——碘的晶體。然而，驚奇的是，在提取后的母液底部，總鎮(zhèn)靜一層深褐色的液體，這液體具有刺鼻的臭味。達件事引起了波拉德的留意，他馬上著手具體地進行探討，最終最終證明，這深褐色的液體，是一種人們還未發(fā)覺的新元素。波拉德把它命名為“濫”，依據(jù)希臘文的原意，就是“鹽水”的意思。波拉德把自己的發(fā)覺通知了巴黎科學院。科學院把這新元素改稱為“溴”，依據(jù)希臘文的原意，就是“臭”的意思。波拉德關(guān)于發(fā)覺溴的論文——《海藻中的新元素》發(fā)表后德國聞名的化學家利比息特別細致、幾乎是逐字逐句進行推敲地讀完了它。讀完后，利比息感到深為懊悔，因為他在幾年以前，也做過和波拉德相像的試驗，看到過這一驚奇的現(xiàn)象，所不同的是，利比息沒有深化地鉆研下去。當時，他只憑空地斷定，這深褐色的液體只不過是氯化碘(ICl)——通氯氣時，氯和碘形成的化合物。因此，他只是往瓶子上貼了一張“氯化碘”的標簽就完了，從而失之交臂，沒有發(fā)覺這一新的元素。[問題1]寫出波拉德獲得溴、碘單質(zhì)的離子方程式。[提示]Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，Cl2＋2I－=I2＋2Cl－。[問題2]比較Cl－、Br－、I－還原性的強弱，并從原子結(jié)構(gòu)的角度說明緣由。[提示]Cl－、Br－、I－的還原性：Cl－＜Br－＜I－。按Cl－、Br－、I－依次，離子的電子層數(shù)漸漸增多，離子半徑漸漸增大，原子核對最外層電子吸引力的漸漸減小，失去電子的實力漸漸增加，故Cl－、Br－、I－還原性的漸漸增加。[問題3]ICl被稱為鹵素互化物，其化學性質(zhì)很像鹵素的單質(zhì)，它能與大多數(shù)金屬、非金屬化合生成鹵化物，它也能與水發(fā)生以下反應(yīng)：ICl＋H2O=HCl＋HIO。現(xiàn)將IBr加入水中反應(yīng)，IBr是氧化劑嗎？若將溴化碘加入AgNO3溶液中，有什么現(xiàn)象發(fā)生？[提示]IBr與水反應(yīng)生成HIO和HBr。I、Br元素的化合價沒有發(fā)生改變，IBr既不是氧化劑也不是還原劑。將溴化碘加入AgNO3溶液中，IBr與水反應(yīng)生成HIO和HBr，HBr與AgNO3反應(yīng)產(chǎn)生淡黃色沉淀AgBr。1．相像性(X表示鹵素元素)鹵素原子都簡單得到一個電子使其最外層達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，它們的單質(zhì)都是活潑的非金屬單質(zhì)，都具有較強的氧化性。(1)與H2反應(yīng)：X2＋H2eq\o(=,\s\up7(肯定條件))2HX。(2)與活潑金屬(如Na)反應(yīng)：2Na＋X2eq\o(=,\s\up7(點燃))2NaX。(3)與H2O反應(yīng)①X2＋H2O=HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)；②2F2＋2H2O=4HF＋O2。(4)與NaOH溶液反應(yīng)X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。2．遞變性(X表示鹵素元素)隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑漸漸增大，原子核對最外層電子的引力漸漸減小，鹵素原子得電子的實力漸漸減弱，非金屬性漸漸減弱。(1)(2)與H2反應(yīng)越來越難，對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性漸漸減弱，還原性漸漸增加，即：穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；還原性：HF＜HCl＜HBr＜HI。(3)鹵素單質(zhì)與變價金屬(如Fe)反應(yīng)時，F(xiàn)2、Cl2、Br2生成高價鹵化物(如FeX3)，而I2只能生成低價鹵化物(如FeI2)。(4)氫化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增加，氫化物中HCl、HBr、HI的熔、沸點依次上升，HF的熔、沸點最低。(5)最高價氧化物的水化物的酸性漸漸減弱，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最強的酸。3．鹵素的特性(1)氟元素無正價，無含氧酸。F－的還原性極弱。(2)X2＋H2O=HX＋HXO而2F2＋2H2O=4HF＋O2。(3)Br2在室溫下是唯一的一種液態(tài)非金屬單質(zhì)。(4)碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇I2變藍色。(5)氫氟酸為弱酸，而鹽酸、氫溴酸、氫碘酸為強酸。3．關(guān)于鹵素(用X表示)的下列敘述正確的是()A．鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示B．HX熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而增加C．鹵素單質(zhì)的顏色從F2→I2隨相對分子質(zhì)量增大而漸漸加深D．X－離子的還原性依次為F－＜Cl－＜Br－＜I－，因此相對分子質(zhì)量小的鹵素單質(zhì)可將相對分子質(zhì)量大的鹵素從其鹽溶液中置換出來C[2F2＋2H2O=O2＋4HF，A錯；HX熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而減弱，B錯；F2優(yōu)先與水反應(yīng)，故不能用F2從其他鹽溶液中置換出來鹵素單質(zhì)，D錯。]4．下列說法正確的是()A．F、Cl、Br原子的最外層電子數(shù)都是7，次外層電子數(shù)都是8B．從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實，推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增規(guī)律C．酸性：HFO4＞HClO4＞HBrO4＞HIO4D．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素，依據(jù)鹵素性質(zhì)的相像性，砹微溶于水，易溶于CCl4D[F的次外層電子數(shù)為2，Br的次外層電子數(shù)為18，A項錯誤；元素的非金屬性強弱可以依據(jù)其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱比較，不能依據(jù)氫化物的酸性強弱比較，B項錯誤；F無正化合價，不能形成HFO4，C錯誤；由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D正確。]1．我國西部地區(qū)隱藏著豐富的鋰資源，開發(fā)鋰的用途是一個重要的科學課題。關(guān)于鋰的敘述不正確的是()A．鋰是較輕的金屬B．LiOH的堿性比NaOH的弱C．鋰的金屬性比鈉的強D．鋰在空氣中燃燒生成Li2OC[鋰比鈉的活潑性弱，在空氣中燃燒只生成Li2O，LiOH的堿性比NaOH的弱，鋰的金屬性比鈉的弱，C項錯誤。]2．按氟、氯、溴、碘依次，下列說法不正確的是()A．它們的單質(zhì)的熔、沸點漸漸上升B．原子半徑漸漸增大，單質(zhì)氧化性漸漸增加C．單質(zhì)的顏色漸漸加深D．它們氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性漸漸減弱B[氟、氯、溴、碘的單質(zhì)的熔、沸點漸漸上升，A正確；氟、氯、溴、碘同為ⅦA族元素，同主族從上到下，原子半徑漸漸增大，非金屬性漸漸減弱，因此單質(zhì)氧化性漸漸減弱，B錯誤；氟、氯、溴、碘的單質(zhì)的顏色漸漸加深，C正確；非金屬性：F＞Cl＞Br＞I，非金屬性越強，氫化物越穩(wěn)定，則它們氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性漸漸減弱，D正確。]3．下列有關(guān)堿金屬元素的敘述正確的是()A．堿金屬單質(zhì)均為銀白色，密度均小于水B．堿金屬單質(zhì)從Li到Cs，熔點依次上升C．氫氧化銫堿性強于氫氧化鈉D．堿金屬元素形成的陽離子，從Li＋到Cs＋氧化性依次增加C[堿金屬單質(zhì)中除了Rb、Cs，其他的密度均小于水，Cs略帶金屬光澤，其